大腸癌における有機溶質トランスポーター抑制のエピジェネティックなメカニズムの解明

Epigenetic Mechanisms Underlying Organic Solute Transporter Repression in Colorectal Cancer.

• Ying Zhou
• Chaonan Ye
• Yan Lou
• Junqing Liu
• Sheng Ye
• Lu Chen
• Jinxiu Lei
• Suhang Guo
• Su Zeng
• Lushan Yu

抄録

大腸がん（CRC）は、世界で3番目に多いがん疾患であり、がん関連死因の第4位であることが知られています。胆汁酸、特にデオキシコール酸とリトコール酸がCRCの発がんに重要な役割を果たしていることが明らかになりました。本研究では、胆汁酸輸出トランスポーターであるOST-OSTの重要なサブユニットである有機溶質トランスポーター（OST）がCRCで顕著に発現低下していることを明らかにしました。CRC における OST 発現の低下はウェスタンブロットとリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（RT-PCR）によって決定され、クロマチン免疫沈降法（ChIP）を用いて OST プロモーター領域のヒストンアセチル化状態を in vivo および in vitro で評価した。CRC 細胞株 HT29 と HCT15 をトリコステーション A（TSA）で処理し、RT-PCR、small interfering RNA（siRNA）ノックダウン、ChIP、dual-luciferase レポーター遺伝子アッセイなどを行い、どのヒストンアセチルトランスフェラーゼと脱アセチラーゼが正確に制御に関与しているかを明らかにした。その結果、プロモーター領域の H3K27Ac 状態が上昇し、OST 発現が顕著に増加することを明らかにした。また、CTB（コレラ毒素Bサブユニット、p300の活性化因子）でp300の発現を刺激し、C646（p300の阻害因子）やsiRNAでp300の発現を阻害することで、プロモーター領域のH3K27Ac状態を調節することで、OSTの発現を制御できることを明らかにした。したがって、CRC における p300 の発現が低下すると、エピジェネティックな制御を介して OST の発現が低下する可能性がある。以上のことから、我々は、CRC における OST の発現抑制に関わる新たなエピジェネティックなメカニズムを明らかにし、このメカニズムが CRC の発がんの理解と抑制に役立つことを期待している。重要な意義大腸がん組織では、隣接する正常組織と比較して、有機溶質輸送体()の発現が低いことが明らかになった。そのエピジェネティックなメカニズムを明らかにし、p300 がプロモーター領域の H3K27Ac 状態を調節することで OST の発現を制御し、大腸癌における OST の低発現の原因となっていることを明らかにした。

Colorectal cancer (CRC) is known to be the third most common cancer disease and the fourth-leading cause of cancer-related deaths worldwide. Bile acid, especially deoxycholic acid and lithocholic acid, were revealed to play an important role during carcinogenesis of CRC. In this study, we found organic solute transporter (OST), an important subunit of a bile acid export transporter OST-OST, was noticeably downregulated in CRC. The decline of OST expression in CRC was determined by Western blot and real-time polymerase chain reaction (RT-PCR), whereas chromatin immunoprecipitation (ChIP) was used to evaluate the histone acetylation state at the OST promoter region in vivo and in vitro. CRC cell lines HT29 and HCT15 were treated with trichostation A (TSA) for the subsequent determination, including RT-PCR, small interfering RNA (siRNA) knockdown, ChIP, and dual-luciferase reporter gene assay, to find out which histone acetyltransferases and deacetylases exactly participated in regulation. We demonstrated that after TSA treatment, OST expression increased noticeably because of upregulated H3K27Ac state at promoter region. We found that stimulating the expression of p300 with CTB (Cholera Toxin B subunit, an activator of p300) and inhibiting p300 expression with C646 (an inhibitor of p300) or siRNA designed for could control OST expression through modulating H3K27Ac state at promoter region. Therefore, downregulated expression of p300 in CRC may cause low expression of OST in CRC via epigenetic regulation. Generally, we revealed a novel epigenetic mechanism underlying OST repression in CRC, hoping this mechanism would help us to understand and inhibit carcinogenesis of CRC. SIGNIFICANCE STATEMENT: Organic solute transporter () expression is lower in colon cancer tissues compared with adjacent normal tissues. We revealed the epigenetic mechanisms of it and proved that p300 controls OST expression through modulating H3K27Ac state at promoter region and hence causes low expression of OST in colorectal cancer.

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